Волоконно-оптическая измерительная система

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей. Система содержит блок выбора и обработки /БВО/ 1 информации, источник 2 излучения, волоконно-оптическую линию /ВОЛ/ 3, состоящую из оптических вентилей 4 и 12, оптических волокон 8 и 9 и оптических ответвителей 5, 6, 7, 10 и 11, блок преобразования сигналов /БПС/ 13, состоящий из спектрального демультиплексора 14, волоконно-оптического сумматора 15 и оптических чувствительных элементов 16. Сигнал с источника 2 поступает на ВОЛ 3 и далее через БПС 13 возвращается на ВОЛ 3 и через него попадает в БВО 1.Здесь он преобразуется в электрический сигнал, который несет в себе информацию как о случайных изменениях свойств ВОЛ 3, излучения источника 2, так и о измеряемой физической величине. Цель достигатся за счет выполнения ВОЛ 3 и БПС 13, а также источника 2 в виде перестраиваемого или многочастотного лазера.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„80„„1545331 A i (51) 5 Н 04 В 17/00//Н 04 J 14/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4347330/21-09 (22) 06.11.87 (46) 23. 02. 90. Бюл. У 7 (71) Центральное конструкторское бюро "Океангеотехника" Производственного обьединения по морским геологоразведочным работам Южморгеология" (72) А.А. Мардиросьян (53) 621.396.669(088.8) (56) Патент CUN N 4.356.396, кл. С 2 В 5/14, 1982. (54) ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение функциональных воэможностей. Система содержит блок выбора и обработки (БВО)

1 информации, источник 2 излучения, волоконно-оптическую линию (ВОЛ) 3, 2 состоящую и з оптич ес ких вентилей 4 и

12, оптических волокон Ч и 9 и опти" ческих ответвителей 5,6,7,10 и 11, блок преобразования сигналов (БПС)

i3, состоящий из спектрального демул ьтиплексора 14, воловонно-оптического сумматора 15 и оптических чувствительных элементов 16. Сигнал с источника 2 поступает на ВОЛ 3 и да" лее через БПС 13 возвращается на

B0Jl 3 и через него попадает в БВО 1.

Здесь он преобразуется в электричес" кий сигнал, который несет в себе ин" форма ци ю ка к о случа йных изменениях свойств ВОЛ 3 излучения источника 2, так и о измеряемой физической величине. Цель достигается эа счет выпол- е нения ВОЛ 3 и БПС 13, а также источ" ника 2 в виде перестраиваемого или многочастотного лазера. 1 э.п. ф-лы, 2 ил.

1545331

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для измерения физических параметров в условиях воздействия на линию связи раэ5 личных помех °

Цель изобретения " повышение точ-. ности измерений и расширение функциональных возможностей.

На фиг. 1 представлена структур- !ð ная электрическая схема волоконнооптической измерительной системы; на фиг. 2 - блок выбора и обработки информации, вариа нт выполнения, Волоконно-оптич ес кая из мер и тел ьна я 5 система содержит (фиг . 1) блок 1 выбора и обработки информации, источник 2 излучения, волоконно-оптическую

J1HHae 3, cocToalqge et 3 nepBoro onTHческого вентиля 4, первого, второго и трет ьего оптичес ких от вет вителей

5-7, первого 8 и второго 9 оптических волокон, четвертого 1О и пятого 11 оптических ответвителей, второго оптического вентиля 12, блок 13 преоб- 25 разования сигналов, состоящий из спектрального демультиплексора 14, волоконно-оптического сумматора 15, оптических чувствительных элементов 1б.

Блок 1 выбора и обработки информации содержит (фиг. 2) блок 17 регистрации параметров, первый 18 и второй 19 спектральные. демул ьтиплексоры, фото. приемники 20, блоки 21 вычисления от ношения сигналов.

Система работает следующим образом.

Пусть требуется получить информа; цию об i-й физической велчине от i-го оптического чувствительного элемента

16, находящегося в блоке 13 (Фиг.1) . 40

Сигнал с источника 2, который генерирует излучение со строго определенной длиной волны Л;, при помощи первого ответвителя 5 волоконно-оптической линии 3 делится пополам и направляет" 45 ся в первый 8 и второй 9 оптические волокна . . Большая часть излучения, прошедше" го первое оптическое волокно 0, при помощи четвертого оптического ответвителя 10 через первый оптический вентиль 4 направляется в спектральный демультиплексор 14, который направляет излучение с длиной волны Д, только к i-му оптическому чувствительному элементу 1б. Промодулиро55 ванное пропорционально измеряемой физич ес кой велич и не знач ени е через волоконно-оптический сумматор 15, nep" вое оптическое волокно 9 и третий оптически и от вет вит ель 7 попадает в блок 1, где преобразуется в электрический сигнал, который несет в себе информацию как о случайных изменениях свойств волоконно-оптической линии 3 связи, излучения источника 2, так и о измеряемой физической величине °

Большая часть излучения, прошедшего пер вое оптич ес кое волокно 9, через пятый оптический ответвитель 11, второй оптический вентиль 4, четвертый ответвитель 10, первое оптическое волокно 8 и второй оптический ответвитель б попадает в блок 1 и преобразуется в электрический сиг нал, который несет в себе информацию о случайных изменениях свойств волоконно- оптической линии 3 и излучения источника 2.

В случае использования в блоке выбора и обработки информации первого

18 и второго 19 спектральных демультиплексоров (фиг.2) источник 2 может работать без управления в многочастотном или широкополосном режиме.

Волоконно-оптическая линия 3 и блок

13 преобразования сигнала работают аналогично описанному. Излучение иэ первого 8 и второго 9 оптических волокон, прошедшее волоконно-оптическую линию 3 и оптические чувствительные элементы 16, направляется к спектральным демультиплексорам 18 и

19 соответственно, причем излучение с длиной волны h; направляется через первый 18 и второй 19 спектральные демультиплекосоры 18 к соответствующему фотоприемнику 20, после чего при помощи i-го блока 21 определяется отношение амплитуд полученных электрических сигналов. Далее сигнал, несущий информацию об i-й физической величине, направляется к блоку 17 регистрации параметров. 7ак как источник 2 генерирует излучение одновременно на всех необходимых длинах волн, к блоку 17 регистрации параметров одновременно направляется информация, о всех измеряемых физических величинах, также поступающих с выхода другого фотоприемника 20. формула и зобр ет ения

1. Волоконно-оптическая измерительная система, содержащая блок выбора

15453

3 6 ключен к второму оптическому вентилю волоконно-оптический сумматор, 1 выход которого подключен к пятому оптичес кому от вет вит елю, и множест во оптических чувствительных эл.: ментов, каждый из которых входом подключен к спектральному демультиплексору, а выходом " к одному из входов волоконно-оптического сумматора, первыи и второй входы блока выбора и обработки информа ции соединены соот ветст венно с вторым и третьим оптическими ответ" вителями. и обработки информации, источник излучения, волоконно-оптическую линию и блок преобразования сигналов, о тл и ч а ю щ а я с я.тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей, волоконно-оптическая линия содержит первый оптический ответвитель, соеди ненный с ист очни ком и злуч ения, вт о- 10 рой и третий оптические ответвители, соединенные с первым оптическим ответвителем и с блоком выбора и обработки информации, первое и второе оптические волокна, соединенные вход- 5 ными концами с вторым и третьим оптическими ответвителями соответственно, четвертый и пятый оптические ответвители, соединенные с выходными концами первого и второго оптических 20 волокон соот ветст венно, пер вый оптический вентиль, вход которого соединен с пятым оптическим ответвителем, а выход подключен к четвертому оптическому ответвителю, второй оптичес- 25 кий вентиль, вход которого соединен с четвертым ответвителем, а выход подключен к входу блока преобразования сигналов, источник излучения выполнен в виде перестраиваемого или многочас- 30 тотного лазера, а блок преобразования сигналов - в виде спектрального демультиплексора, вход которого под2. Измерительная система по и. 1, отличающаясятем, что, блок выбора и обработки информации содержит блок регистрации параметро", первый и второй спектральные демультиплексоры, входы которых я вляатся соответственно первым и вторым входами блока выбора и обработки информации, фотоприемники, вход каждого иэ которых подключен к соответствующему выходу соот ветст вующего спектрального демул ьтиплексора, блоки вычисления отношения сигналов, входы каждого из которых соединены с соответствующими выходами соот ветст вующих фотоприемников, а выходы всех блоков вычисления отношения сигналов подключены к входам блока регистра ции параметров.

154 533 1

Составитель В. Смирнова

Техр ед Л. Олийнык Корр ект ор >I ° Ма ксимишинец

Редактор Н. Лазоренко

Заказ 497 Тираж 521 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 8-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, уп. Гагарина,101